LET OP! leestijd minstens 30 minuten.

Voorwoord

Dit document is door mij persoonlijk geschreven maar ook vanuit mijn functie als wethouder voor de gemeente Wormerland. De doelgroep zijn de gemeenteraadsleden die ik hiermee op de hoogte wil brengen van de ontwikkelingen rondom de RES en de TVW. Toch kan de doelgroep groter zijn, bijvoorbeeld belangstellenden die willen weten welke richting de gemeente kan kiezen voor energie opwek en andere maatregelen waarmee inwoners, bedrijven en organisaties geconfronteerd kunnen worden.

Harold, juli 2020

Inleiding

Naar aanleiding van de voorronde Transitie Visie Warmte in december 2019 en het document dat inspreker Wout van Aalst met ons deelde, leek het mij een goed idee om een aantal feiten rondom Duurzaamheid en de Energietransitie met u te delen. De feiten refereren aan studies en artikelen die te raadplegen zijn op Internet. Ik heb de links in de tekst geplaatst zodat je deze zelf kunt verifiëren. Het is aan de lezer of deze de studies en artikelen voor waar aanneemt of toch zelf een andere mening is toegedaan. Als ik zelf meningen plaats, zijn dit mijn persoonlijke inzichten. Er zit dus geen bewuste politieke lading in al mag je mij daar natuurlijk altijd op aanspreken.

Aan de hand van het document van Wout van Aalst zal ik de onderwerpen bespreken die ons in Wormerland raken. Met andere woorden; daar waar het gaat om zaken die geheel buiten onze invloedssfeer vallen zal ik deze dus niet behandelen of beantwoorden.

Het elektrisch verbruik in Nederland

Het gemiddelde elektriciteitsverbruik van een gezin met 4 personen in Nederland ligt inderdaad rond de 3500kWh per jaar. Die elektriciteit wordt dan voor de gewone huis-tuin-en-keuken doeleinden gebruikt. De wasmachine, de televisie, de oplader voor de telefoon, de oven enz.

Het elektriciteitsnet in onze straten is voorzien van 3 fasen (zie het voor als je 3 draden die uit de grond komen). We noemen dit het distributienetwerk. Het merendeel van de woningen is aangesloten op 1 van deze fasen, grotere woningen en bedrijven zijn aangesloten op alle 3 de fasen. Liander zorgt er normaliter voor dat de woningen in een straat evenredig zijn verdeeld over die 3 fasen. Zo kan het zijn dat jouw woning op fase-2 werkt, en de buren links op fase-1 en de buren rechts op fase-3.

Elke woning betaalt in Nederland een vastrecht voor deze aansluiting. Een oude enkel fase aansluiting kan 25 Ampère (A) zijn maar zal tegenwoordig vaker 35A zijn. Met een 25A fase kun je maximaal 25*230=5.750 W aansluiten. Een 35A aansluiting geeft maximaal 8000 W. Als je de oven aanzet samen met een waterkoker, de stofzuiger en een broodrooster loop je kans dat de zekering van 25A in de meterkast dat niet zal overleven.

Door de te verwachten groei naar bijvoorbeeld elektrisch koken, elektrisch verwarmen of een eigen laadpaal voor een elektrische auto, zal deze enkel-fase oplossing niet toereikend zijn. Dit vraagt dus om een aanpassing in de woning. Een meterkast uitbreiden van enkel-fase naar drie-fase kost per woning tussen 400-800 euro. Overigens neemt daardoor ook het veiligheidsniveau van de woning toe omdat de technische eisen tegenwoordig veel strenger zijn. De vastrechtkosten voor een 3x25A aansluiting zijn gelukkig gelijk, je gaat dus als huishouden niet méér per jaar betalen voor die zwaardere aansluiting. Voor sommige woningen moet de kabel tussen de woning en de kabel in de straat vervangen worden. Ook hiervoor worden (door Liander) eenmalige kosten in rekening gebracht, gemiddeld 500 euro. Met een 3-fase 25A aansluiting kan een woning maximaal 3x25x230=17kW verbruiken. Ongeveer 2x zo veel dus als de standaard 35A enkelfase aansluiting, tegen dezelfde maandelijkse kosten!

Met de overschakeling van een enkel-fase aansluiting naar een volwaardige 3-fasen aansluiting kunnen de problemen in de woningen waar van Aalst naar verwijst, grotendeels opgelost worden. Lees mijn eigen blogartikelen hoe ik in de praktijk dit voor mijn woning heb gedaan. Bovendien blijkt dat als iedereen in de straat overschakelt naar 3 fasen, de belasting op het totale net daarmee veel beter wordt verdeeld en er dus ook minder kans op storingen is in de straat of in de wijk. De kabel in de straat hoeft hiermee niet vervangen te worden. Dit distributienetwerk is in de meeste gevallen van voldoende capaciteit. Anders kan het liggen bij de transformatorhuisjes die in de wijk staan. Hier kunnen wel capaciteitsproblemen ontstaan net als bij de hoogspanningsleidingen tussen de transformator stations onderling, het zogenaamde transportnetwerk. Liander heeft een goed beeld van de capaciteit en de onderhoudsplannen en werkt aan een meer-jaren aanpak om de capaciteit op orde te houden. Voor Wormerland zijn er op dit moment geen capaciteitsproblemen bij Liander bekend. Voor meer details over congestie management en de planning van Liander voor Noord-Holland kun je hier terecht.

Problemen met elektriciteitsnet

De paniekverhalen die worden verspreid vertellen ons dat het elektriciteitsnetwerk niet toereikend zou zijn. Via de links hiervoor heb je al kunnen zien dat er op dit moment geen problemen zijn. Problemen zijn wel te verwachten als alle inwoners en bedrijven onmiddellijk zouden overstappen op elektrisch verwarmen, elektrisch rijden e.d. Dat is natuurlijk niet het geval. Juist de geleidelijkheid van de energietransitie maakt dat het haalbaar kan zijn. Maar dan moeten we wel vandaag beginnen met het maken van plannen en het aanpakken van de knelpunten die nu al in beeld zijn. Dit is onderdeel van de RES en de TVW en zal bij de eerste concepten worden vrijgegeven. Liander is onderdeel van het RES projectteam en wordt dus op de hoogte gehouden van zowel de eerste concept plannen voor de Transitie Visie Warmte (verbruik van elektrische energie) als van de Regionale Energie Strategie (opwek van elektrische energie). En van Liander horen de andere projectleden welke plannen zij hebben voor het oplossen van de congestieproblemen de komende jaren. Als ook de inwoners worden geïnformeerd over de planning van de RES en TVW kunnen zij hun eigen plannen daarop afstemmen. Daarvoor hebben we 30 jaar de tijd.

Maar er zijn ook andere oplossingen. Door elk huis te voorzien van zonnepanelen wordt lokaal energie toegevoegd die ook lokaal gebruikt kan worden zonder het elektriciteitsnet daarmee te belasten. Als 8 zonnepanelen overdag ongeveer 2000 Watt per uur produceren, kan dat in de woning worden gebruikt door een warmwaterboiler, een warmtepomp of voor de laadpaal. Deze technische mogelijkheden zijn nu al toepasbaar. In de nabije toekomst zullen we steeds vaker slimme apparatuur krijgen zoals een wasmachine of een vaatwasser, die slim gebruik gaat maken van de eigen opwek en zullen werken als er voldoende energie lokaal wordt opgewekt. Ook zijn er al zonnepanelen omvormers leverbaar die direct aan een laadpaal gekoppeld kunnen worden of aan de warmwaterboiler. Alleen de overtollige energie wordt dan nog doorgeleverd aan het elektriciteitsnet. Congestie in het netwerk door overmatige opwek kan hiermee worden voorkomen.

In Duitsland zijn leveranciers van zonnepanelen-omvormers verplicht hun apparatuur uit te rusten met een technisch mechanisme dat de opgewekte energie kan knijpen als er onvoldoende afname is van de opgewekte energie (lokaal of in het distributienetwerk). In Nederland is deze verplichting er (nog) niet maar samen met de slimme meter kan dit wel worden uitgerold en de verwachting is dat dit als onderdeel van de nieuwe salderingsregeling na 2023 zal gebeuren. Deze oplossing zal kunnen helpen om congestie in de wijk als gevolg van een overvloed aan zonnepanelen, te voorkomen. In een tweede stadium kan dat uitgebreid worden met batterij opslag in de wijk.

Elektrische auto’s

Een eenvoudige laadpaal levert 3,5kW elektrische energie per uur. Een hybride auto met een 10kW accu (40 km bereik) heeft dan bijna 3 uur nodig om vol te geraken. Sommige openbare laadpalen kunnen wel 11 tot soms 22kWh laden. Een Renault Zoë kan met 11kWh laden. De 52kW accu van de Renault is dan in 5 uur gevuld en de auto kan dan ruim 300km rijden. Een Tesla kan aan een openbare laadpaal met 22kWh laden. De 85kW batterij is dan in 4 uur weer helemaal gevuld. Gemiddeld is dat dus 4 uur voor hedendaagse auto’s aan een openbare laadpaal.

Moet de elektrische auto iedere dag aan een laadpaal? Nee natuurlijk niet! Met een actieradius van gemiddeld 300km is er voldoende energie om 2-3 dagen in Nederland woon-werkverkeer te overbruggen. Zelfs de hybride auto’s met een range van ongeveer 40km hebben voldoende om naar het werk te rijden en moeten dan een paar uur aan de lader. Maar hybride auto’s zijn vooral voor de transitie naar helemaal elektrisch rijden en zullen op termijn weer verdwijnen.

De problemen met laadpalen die wij nu duiden zijn gerelateerd aan de openbare laadpalen in de straat. Dit zijn bijna allemaal “langzame” laadpalen (3,5, 7, 11, 22kWh). Die capaciteit is gelukkig wel dynamisch regelbaar. Dus als het elektriciteitsnetwerk overdag voldoende capaciteit heeft door de vele zonnepanelen in de straat, kan de lader sneller laden dan s ‘nachts. Bij een openbare dynamische laadpaal heeft een auto in de nacht dus langer nodig om te laden en de auto houdt de paal dan bezet.

Om het zogenaamde laadpaalkleven overdag te voorkomen zou er eenvoudig een beprijzingsmechanisme toegepast kunnen worden dat, zodra de accu vol is, per uur een extra (parkeer) bedrag in rekening brengt. Hier ligt een uitdaging voor de lokale overheid in samenwerking met de exploitant van de laadpaal.

Het alternatief voor de langzame openbare laadpaal is een snellaadstation zoals je die langs de snelweg aantreft. Maar je zou een snellader ook bij een winkelcentrum kunnen plaatsen. Tijdens het boodschappen doen wordt de accu (mits die geschikt is) dan tot 80% vol geladen en de achterbak volgeladen met de boodschappen. Waarna de paal weer beschikbaar is voor een andere auto. Voorwaarde is dat er voldoende energie op die plaats beschikbaar is om 1 of 2 auto’s tegelijkertijd te laden.

Elektrische auto’s kunnen ook een rol spelen bij het eerder beschreven congestie management. In Utrecht is een proef gedaan met laadpalen waarbij de aangesloten auto’s afhankelijk van beschikbare zonenergie energie afnamen of juist energie leverden.

Is er genoeg groene elektrische energie?

En als het er niet is, hoe wordt dit tekort dan aangevuld?

Een belangrijke bron van data in Nederland is de website Energieopwek. Dr. Martien Visser (Lector aan de Hanzehogeschool in Groningen) twittert dagelijks een grafiek vd dag met data afkomstig van die site. De site ontleent haar data van Tennet, de beheerder van het Nederlandse hoogspanningsnetwerk.

Volgens Energieopwek stevenen we dit jaar af op 20% hernieuwbare elektriciteit. Inclusief kernenergie komen we zelfs in de buurt van 25% CO2-vrij. Biomassa levert met 7% de grootste bijdrage (dit betreft bijstook in kolencentrales en zal in 2025 beëindigd zijn). Zonpv (+45% tov 2018) is de snelste groeier.

Figuur 1: Aandeel hernieuwbare energie NL

Tel je alleen de échte groene elektrische energie op (PV+wind), dan zit je op 13,6% voor 2019. De verwachting is dat dit aandeel in 2020 groeit tot 20%

Natuurlijk is dit niet genoeg, zeker niet met de te verwachten groei als we omschakelen van fossiele brandstoffen naar hernieuwbare energie. Daarom is enerzijds groei van opwek noodzakelijk maar anderzijds ook de uitbreiding van het Nederlandse hoogspanningsnetwerk over de landsgrenzen heen. Want met de wisselende opwek van zon- en windenergie is importeren en exporteren van elektriciteit voor alle landen in Europa noodzakelijk.

Nederland heeft naast verbindingen met Duitsland en België, ook verbindingen met Engeland, Denemarken en Noorwegen. Vooral de laatste is belangrijk voor de import van energie uit waterkracht die wordt gebruikt om de fluctuatie van windenergie op te vangen. Het verklaart ook de stap die Tennet vorig jaar maakte om te investeren in het Duitse energienetwerk. Naar mijn mening zou Tennet daarom een staatsbedrijf moeten blijven omdat het onmisbaar is voor de toekomst en voor een stabiele energievoorziening.

Op de website Electricitymap.org kun je actuele waarden terugvinden van import en export van elektrische energie. En nog beter, je ziet dit gerelateerd aan de CO2 uitstoot, dus de bron van de energie opwekking.

Een internationaal elektriciteitsnetwerk is een oplossing voor alle landen die de opwek van energie duurzame willen opwekken. Als het in Nederland hard waait wil dat nog niet zeggen dat er in Duitsland of Denemarken ook een overschot is aan elektrische energie.

Figuur 2: Duitse energie productie

Voor meer informatie over de Duitse energie transitie kun je terecht op de website van Frauenhofer Institute. Duitsland heeft in december 2019 voor het eerst meer duurzame energie geproduceerd dan fossiele energie. Duitsland is bezig om (bruin)kolencentrales af te bouwen, net als in Nederland. Het feit dat huishoudens in Duitsland een subsidie krijgen om gas te gaan gebruiken, komt doordat nog heel veel Duitse huishoudens met (bruin)kolen en stookolie de huizen verwarmen. De Duitse overheid wil versneld af van kolen en stookolie. Gas is schoner en stoot minder CO2 uit dan kolen, vandaar deze subsidie. Nederland heeft die fase van de transitie (van kolen naar gas) in de 70-er jaren van de vorige eeuw afgerond.

Waterstof

Waterstofgas wordt als energiedrager (het is geen brandstof) voor de toekomst gezien. Velen zien het als de heilige graal want met waterstofgas schijn je alles te kunnen. Je kunt er huizen mee verwarmen, de industrie kan het gebruiken, je kunt er auto’s op laten rijden en het kan met overtollige stroom geproduceerd worden. Dat is allemaal waar maar vandaag niet het geval en alles heeft zijn prijs.

Even een paar feiten over waterstofgas (lees je scheikunde boeken eropna of kijk op wikipedia!)

Waterstofgas (H) komt in de natuur niet in vrije vorm voor. Het is namelijk enorm reactief en reageert met van alles. De bekendste reactie heb je misschien tijdens de scheikunde lessen op de middelbare school gezien: als je het verbrandt (je voegt zuurstof toe) reageert het met veel energie (knalgas) tot water H2O. Het reactieve van waterstofgas kun je terugzien omdat veel bekende chemische verbindingen dagelijks door ons worden gebruikt. HCL is zoutzuur, CH4 is methaan, ijzer met water (Fe+H2O) reageert tot roest met vrijkomend waterstofgas. Stikstof (jawel!) met water reageert tot ammoniak, ofwel NH3+H2O = NH4 + OH en leidt tot verzuring van de bodem.

Uit al deze stoffen kun je waterstof weer terugwinnen. In de industrie wordt H2 teruggewonnen uit methaan (aardgas) door het onder grote druk en hoge temperatuur te laten reageren met stoom CH4+H2O=CO+3H2. De hitte die nodig is voor dit proces verkrijg je uit verbranding van een deel van het aardgas. Het deel CO (koolmonoxide) reageert dan vervolgens met water tot CO2. En dat gas willen we nou net niet hebben, dit noemen we daarom grijze H2. En als het wordt afgevangen en opgeslagen noemen we dit blauwe H2. Er is nog onvoldoende capaciteit beschikbaar voor het afvangen en opslaan van CO2.

Een andere methode is met behulp van elektrolyse. Water splitsen we dan in zuurstof en waterstof 2O2 en H2 door een elektrische stroom door het water te geleiden. Met behulp van groene stroom uit windmolens of PV panelen kun je dus groene H2 krijgen. Doe je het met kolenstroom dan schieten we met de CO2 reductie niks op.

Maar het is nog erger; beide processen zijn energieverspillend. Het kost meer energie om H2 te winnen dan dat het oplevert als je het verbrandt. Met elektrolyse (de schoonste vorm mits met groene energie) verkrijg je H2 met een rendement van 75%. 25% gaat dus verloren. Als je later waterstof weer wilt omzetten naar elektriciteit (in een auto die op waterstof rijdt doet een zogenaamde brandstofcel dit) verlies je nog eens 45%. 55% van 75% is 60% rendement. Zonde van alle elektrische opwek, toch? Of we moeten nog meer windmolens neer zetten. Ik raad je aan om het artikel van Thijs ten Brinck eens te lezen: 11 peperdure misverstanden over wondermiddel waterstof.

Professor Ad van Wijk is een bekende promotor van Waterstof. Hij heeft bijdragen geleverd aan het televisieprogramma Tegenlicht en heeft ook twee keer een voordracht gedaan bij het HVC Innovatie Congres. Enkele raadsleden waren er in oktober 2019 bij toen ik van Wijk de vraag stelde “waarom zou je met een gas dat tot 850°C kan verwarmen, een woning tot 21°C verwarmen?” Als door een wesp gestoken gaf hij in een 10-minuten durende tirade zijn weerwoord. Maar beantwoord nou zelf eens die vraag?

En stel nou dat we wel voldoende waterstofgas kunnen produceren om onze woningen te verwarmen. Op welke termijn zal dat dan zijn? En halen we dan onze doelstellingen voor 2030 en 2050? En hoe zie je de transitie voor de woningen dan logistiek voor je? Misschien kan het bestaande aardgasnetwerk gebruikt worden voor waterstofgas. Maar het omschakelen zal in één keer moeten gebeuren. Je kunt helaas niet de ene straat op aardgas laten werken en de andere op waterstofgas. Dat vraagt om een dubbele hoofdgasleiding. En hoe denkt men de CV ketels van al die woningen in korte tijd aan te passen? Dat is logistiek gezien een onmogelijke opgave.

En hoe zit het dan met waterstof auto’s? Hyundai kondigde vorig jaar aan dat binnen 10 jaar er 700.000 waterstofgas auto’s per jaar zouden worden geproduceerd. Is dat op tijd om nog concurrerend te zijn met de elektrische batterij auto? Zowel de waterstofauto als de batterij auto hebben gemeen dat de aandrijving een elektromotor is. Ooit heeft BMW geprobeerd om een waterstofauto met een traditionele verbrandingsmotor te maken maar BMW is daar mee gestopt. Een elektrische aandrijving is zowel in bouw en aanschaf als in onderhoud vele malen goedkoper dan een mechanische verbrandingsmotor. Door de schaarste is waterstof vandaag nog 2x zo duur als een fossiele brandstof. Een elektrische auto rijdt nu al goedkoper dan een fossiele auto en de elektrische auto is nog maar net aan zijn opmars begonnen. Het prijsverschil zal een waterstofauto dus kansloos maken bij de huidige marktomstandigheden. En wat te denken van het waterstof tankstation? Door de enorme hoge gasdruk en de lage temperatuur (<-40°C) kan een waterstof tankstation maar 5-8 auto’s per uur bedienen. Dat is natuurlijk wel meer dan een snellader voor elektrische auto’s (gem. 3 ’tankbeurten’ per uur) maar de capaciteit is dus beperkt.

De schaarste in zowel waterstof, als de tankstations én de keus in auto’s zal het tot een onmogelijke opgave maken. Zeker voor een West-Europees land waar de auto industrie nou eenmaal wordt gedicteerd door bedrijven als Volkswagen/Audi, General Motors (Opel), Fiat, Renault, BMW, Mercedes, Citroen en Volvo. Geen van deze bedrijven heeft serieuze plannen voor waterstof auto’s. Ik durf er in ieder geval geen geld op in te zetten. Waterstof is een prima energiedrager voor de industrie (hoge temperaturen) en voor industrieel vervoer (goederentransport). Volgens mij moeten wij het daar dan ook voor inzetten.

Andere energiebronnen.

Geothermie

In de discussie rondom alternatieve energiebronnen lees je o.a. over geothermie en WKO (warmte-koude-opslag). Bij de eerste gaat het om grondboringen tot enkele kilometers diepte. Op die diepte heersen temperaturen tussen 60-120°C. Dat is voldoende voor het verwarmen van (matig geïsoleerde) woningen of zelfs voor sommige industriële processen. Maar bodemonderzoek heeft al aangetoond dat onder onze regio er onvoldoende bronnen aanwezig zijn of dat de bodemgesteldheid ongeschikt is. Recentelijk is dit onderzoek door o.a. HVC en EBN verder uitgevoerd en zijn er proefboringen gedaan in de regio Hoorn en Den Helder. Een warmtenet behoord daar wel tot de mogelijkheden. Als wij in Wormerland willen profiteren van geothermie dan zullen we een koppeling moeten maken met de warmtenetwerken in andere regio’s. Daar zijn enorme kosten mee gemoeid, los van de energieverliezen die optreden met lange leidingen.

Warmte Koude Opslag

WKO is een beproefde methode waarbij in de zomer overtollige warmte uit woningen (door middel van koeling van de woning) wordt opgeslagen in de grond (tot een diepte van ongeveer 100 meter) zodat deze warmte in de winter weer kan worden teruggewonnen. Hiervoor worden warmtepompen gebruikt. Dit is een gebalanceerd systeem: de zomerse warmte wordt opgeslagen voor wintersgebruik. Als er in de zomer onvoldoende wordt gekoeld (zuinige Hollanders zetten dan liever een raam open) is er in de winter onvoldoende warmte beschikbaar. Ook loop je de kans dat er beïnvloeding is door buren die ook WKO’s plaatsen of dat er na verloop van vele jaren onvoldoende WKO in de grond overblijft door accumulatie van warmte of koude.

Bio

En dan nog even over Bio-brandstoffen. Er is veel verwarring doordat de begrippen op elkaar lijken. Energie uit biomassa kan op verschillende manieren verkregen worden. Biomassa is dan alles dat op biologische en op een duurzame wijze is verkregen; hout, houtsnippers en snoeiafval van productiebossen, GFT van huishoudelijk afval, mest en landbouw restproducten.

Deze kun je op twee manieren verwerken tot energie.

1. Je kunt biomassa vergisten tot methaan en dit bijmengen in het aardgas netwerk. Compost is dan het restproduct. Dit is een schone manier van biomassa verwerking, afgezien van de stank die kan ontstaan bij de vergisting.
2. Je kunt biomassa verbranden (in een houtkachel, pelletkachel of biomassacentrale of bio-energiecentrale) en de vrijkomende energie als warmte direct in een woning toepassen of indirect via een warmtenet distribueren. Biomassa wordt in kolencentrales bijgemengd om deze duurzamer te laten lijken.

Biomassaverbranding ligt letterlijk onder vuur door de hoge uitstoot van fijnstof en door de schaarste van de biomassa. Naar mijn mening kan verbranding niet als een duurzame manier blijven maar kan het in de transitie tijdelijk wel gebruikt worden totdat er meer duurzame (warmte)bronnen zijn. Ik wil er daarnaast op wijzen dat biomassacentrales in landen zoals Duitsland, Oostenrijk en Zwitserland al vele jaren gebruikt worden. Over luchtverontreiniging hoor je daar niemand klagen, net zomin als over houtstook in kachels en pelletkachels.

Kernenergie

De toepassing van kernenergie is een politieke discussie die niet thuishoort in een lokale afweging. En volgens mij zijn er enorme kosten gemoeid die financieel gezien niet meer in verhouding staan tot de exploitatie van échte duurzame bronnen zoals PV en Wind. De bouw van een kerncentrale duurt gemiddeld 10-15 jaar. In Frankrijk (zie ook productie via Electricitymap.org) werden kerncentrales afgelopen zomer afgeschakeld wegens oververhitting. Met de toenemende kans op extreme zomers is dat een extra risicofactor die nog niet in de recente onderzoeken is meegenomen, naast risico op sabotage, misbruik van restmateriaal, opslag en jarenlange milieuschade met de daarbij horende kosten.

Thorium

?

Lees daarvoor mijn mening in een blog op mijn website.

Isolatie

Op het gebied van isolatie en tot welke mate een woning geïsoleerd moet zijn om geschikt te zijn voor duurzame warmtebronnen, doen vele misverstanden de ronde. In de Transitie Visie Warmte zal worden ingegaan op de wijze waarop wij de wijken en woningen in Wormerland kunnen verduurzamen. Om de TVW te laten slagen moet deze voor iedere inwoner haalbaar, schaalbaar en betaalbaar moeten zijn. Ik zal met mijn kennis en ervaring proberen aan te geven hoe ik haalbaar, schaalbaar en betaalbaar voor mij zie. Het is overigens niet gezegd dat dit ook de wijze is die in de TVW beschreven zal worden.

5 typen woningen

Voor het gemak ga ik uit van 4 type woningen die wij in Wormerland hebben.

1. Woningen gebouwd na 2010.
2. Woningen gebouwd tussen 2000 en 2010
3. Woningen gebouwd tussen 1980 en 2000
4. Woningen van vóór 1980

Woningen gebouwd na 2010

Woningen van na 2010 zijn zondermeer geschikt om volledig duurzaam verwarmd te worden. Deze woningen zijn volgens het Bouwbesluit gebouwd en voorzien van dubbelglas (HR++), isolatie, ventilatie en geheel of grotendeels uitgerust met vloerverwarming. Veel woningen zijn ook al uitgerust met een zonneboiler die tapwater verwarmd door de zon, opslaat in een boiler. We noemen deze woningen ook wel de Label-A woningen. Het gasfornuis kan vervangen worden door een inductiekookplaat en de gas CV ketel kan vervangen worden door een lucht-warmtepomp of WKO als de CV ketel aan vervanging toe is. Dit laatste is belangrijk, er is namelijk geen directe noodzaak om dat eerder te doen (mag natuurlijk wel). Hiermee bestrijden we ook de mythe dat er onvoldoende capaciteit is om alle woningen te voorzien van een warmtepomp. We hebben 30 jaar de tijd. Als een CV ketel gemiddeld 15 jaar meegaat is dat de spreiding die deze vervanging haalbaar moet maken. De méérprijs voor een lucht-warmtepomp tov een CV-ketel is circa €5.500 (incl. subsidie en installatie). Dit is overigens geheel afhankelijk van de grootte van de woning, er is in dit voorbeeld gerekend naar een doorsnee woning.

Woningen gebouwd tussen 2000 en 2010

Deze woningen zijn ook geschikt om van het gas af te gaan. Dit zijn de zgn. Label-B woningen en voorzien van dubbelglas (HR+), isolatie, vaak ook voorzien van een ventilatiesysteem met warmteterugwinning. De hoofdverwarming van deze woningen is over het algemeen vloerverwarming met in enkele ruimten nog radiatoren. De aanpassingen om gasloos te gaan zijn vergelijkbaar met de woningen van na 2010. Speciale aandacht moet worden gegeven voor het tapwater en de ruimten die nog met een radiator worden verwarmd. Radiatoren hoeven niet vervangen te worden, een ventilatorkit kan de convectie opwekken zodat ook met een lage temperatuur (35-45 graden) mbv een warmtepomp de woning ruimschoots verwarmd kan worden. Warmtapwater kan ook via een warmtepomp worden gemaakt of in combinatie met een zonneboilerinstallatie op het dak. De investeringen om geheel gasloos te worden zijn hoger dan bij nieuwe woningen. Een bedrag tussen €7.000 en €9.000 is realistisch voor een gemiddelde woning als meerprijs tov een CV ketel vervanging. Lees ook verderop de paragraaf over de 150 Euro investering.

Woningen gebouwd tussen 1980 en 2000

Deze woningen hebben meer ingrepen nodig als er nog niet eerder renovaties zijn gedaan. Ingrepen zijn geheel afhankelijk van de wijze waarop de bouw van de woning is uitgevoerd. Er zijn Label-G woningen uit die periode, maar ook Label-C woningen. Gelukkig hebben veel eigenaren de woning al een keer gemoderniseerd en nieuwe vormen van isolatie toegepast zoals spouwmuurisolatie en dakisolatie. Het laten doen van een thermisch onderzoek met een warmtebeeldcamera helpt om te bepalen waar de eerste ingrepen gedaan moeten worden.

De hoofdverwarming van dit soort type woningen is CV met radiatoren. Ook hebben eigenaren in sommige gevallen (deels) vloerverwarming aangebracht. Door de huidige CV ketel op een lagere temperatuur te laten draaien (zie ook de 150 euro investering) kan geëxperimenteerd worden met lage temperatuur verwarming. Als de CV ketel op 55 °C de woning warm kan houden lukt dit met een warmtepomp of WKO ook. En men profiteert direct van een besparing op aardgas tussen 10-20%.

Daar waar woningen nog niet minimaal label C (of beter B) hebben, kunnen collectieve inkoop maatregelen helpen om de woning beter geïsoleerd te krijgen. Zie het Duurzaambouwloket voor meer informatie.

Woningen van voor 1980

Oudere woningen vragen veelal om maatwerk. Doordat eigenaren in de loop der tijd verschillende aanpassingen hebben verricht is geen woning hetzelfde meer. Oplossingen variëren van isolatie tot en met complete make-over, bijvoorbeeld door middel van een extra schil om de woning. Kijk in dat geval eens bij Urgenda met het Thuisbaas initiatief, maar ook bouwbedrijven zoals BAM en VolkerWessels hebben oplossingen om complete wijken te renoveren.

Zelf heb ik een oude woning uit 1960 eenvoudig geïsoleerd en voorzien van IR warmte panelen. Hoewel dat een behoorlijke aanslag doet op de energierekening is dit een all-electric oplossing met een lage investering. In Nederland denken we dat we het wiel opnieuw moeten uitvinden terwijl landen om ons heen al jaren gewend zijn aan gasloos bouwen en wonen.

De figuur hierboven toont de stappen die elke woning zou moeten doormaken. Let op!!! Stap 2 komt vóór het isoleren!!!

1. Maak een plan met nulmeting.
2. Verlaag de stook temperatuur naar 60 °C en doe wat aan de kieren. Zie volgende paragraaf.
3. Isoleer dak, ramen, gevel en vloer en verlaag pas dan naar 40°C

De 150 Euro investering die iedereen zou moeten doen.

Er gaan de wildste bedragen de ronde en zoals ik hierboven al schreef is dat geheel afhankelijk van de staat waarin de woning verkeerd. Mijn eigen woning is nul-op-de-meter, voorzien van warmtepomp, doorstroomverwarmer, zonnepanelen en zonneboiler. De investeringen liggen in dezelfde orde van grootte zoals Urgenda die berekent, € 35.000 euro. Maar ik betaal nog slechts € 25 per maand vastrecht omdat ik geen energie meer gebruik (onder het huidige salderingsregime).

De investering die ik in de oude woning van 1960 (vakantiewoning) deed was minder dan € 6.000 maar de energierekening is ongeveer 140 euro per maand. Bij volledige bewoning zou dit ongeveer 300 euro per maand zijn.

Maar als ik één ding heb geleerd is dat elke woning gemakkelijk 20% op de energierekening kan besparen door eenmalig € 150 te investeren in 2 maatregelen:

1. Kieren dichten van ramen en deuren. Rubber tochtstrips verliezen hun veerkracht na 10-15 jaar en moeten dan vervangen worden. Een klein klusje dat slechts enkele euro’s kost maar comfort en forse besparing oplevert.
2. Waterzijdig inregelen van de CV installatie. Dit is een techniek waarbij de CV radiatoren op elkaar worden afgesteld zodat alleen zo efficiënt mogelijk de ruimte verwarmd wordt. De 2^e afstelling betreft de watertemperatuur van de ketel zelf. Standaard wordt die op 80°C ingesteld (snel warm, lekker comfortabel) maar een natuurkundige wet zegt dat het hoge rendement van een CV ketel alleen wordt behaald onder het condensatiepunt van 65°C. Dus de temperatuur van de ketel moet omlaag! Liefst tot een waarde waarbij de woning nog steeds warm genoeg blijft. Voor een label B/C woning kan dit zelfs onder de 55°C zijn. De ketel draait op een lagere waarde, geen vreemde pieken en bijgeluiden meer, geen hinderlijke luchtstromen en veel minder gasverbruik. Waarom is dit niet door de installateur gedaan? Kennisgebrek? Luiheid? Bang voor vragen van bewoners dat het lang duurt voordat de woning warrm is? Ik heb geen idee. Maar je kunt de installateur er wel om vragen. Dan kost het een paar honderd euro. Je kunt het ook zelf doen. Voor minder dan € 100 koop je bij verschillende webshops een zogenaamde CV-inregelkit. Gewoon doen! En ben je minder technisch? Doe het samen met de buren, is het nog goedkoper ook. Zie ook de tips van MilieuCentraal.

Als we allemaal deze 2 klusjes dit jaar uitvoeren hebben we al bijna de helft van de CO2 besparingsdoelstelling voor 2030 behaald.

Zonnepanelen weetjes

Over zonnepanelen (PV panelen) kun je op Internet natuurlijk heel veel terugvinden. Ik probeer je hier kennis te laten maken met de laatste trends omdat die kunnen helpen om op korte termijn keuzes te maken.

Natuurkundige principes

Er zijn mensen die de aanschaf van zonnepanelen uitstellen omdat ze verwachten dat deze nog heel veel beter zullen worden. Er zijn zelfs mensen die menen dat een auto op zonnepanelen kan rijden.

Even de feiten:

1. Op de breedtegraad (locatie op Aarde) waarop Nederland ligt is de energie die de zon instraalt per m2 ongeveer 1000 Watt. Rondom de evenaar is dat ruim 2000 Watt.
2. Zonnepanelen hadden circa 10 jaar geleden een rendement van 15%. Vandaag de dag ligt dat rond de 20%. Een groei van 5%punt in 10 jaar. Dus per m2 zonnepaneel kun je in Nederland 200 Watt (Wp) per uur ‘oogsten’. De standaard afmetingen van een zonnepaneel zijn 165cmx100cm dus heeft een zonnepaneel tegenwoordig 20%*1000*1,65= 330 Wp opbrengst per uur per paneel.
3. Als je de groei van de afgelopen 10 jaar in ogenschouw neemt is er geen reden aan te nemen dat er op korte termijn nog heel veel rek in zit. Er zijn innovaties zoals lenzen en verschillende golflengten (kleuren) maar deze hebben niet tot commerciële ontwikkelingen geleid. Een nieuwe trend is half-cell technologie die voordeel heeft in warme zomermaanden. En er zijn zgn. BiFacial panelen die ook licht aan de achterzijde kunnen opvangen. Dat kan tot wel 30% hogere opbrengst leveren in vrije veld opstellingen of op water waarbij de achterzijde van het paneel belicht kan worden.
4. Een gestroomlijnde auto zoals een Tesla verbruikt 15kW per uur bij 100km. Als een auto 5 m2 aan zonnepanelen kan hebben (Toyota experimenteer hiermee) zou dit met de huidige stand van techniek dus 5x200Wp energie 1 kWh opleveren, ofwel 1/15 uur (4 minuten). Als de zon volop schijnt. En al zou je 100% vd zon kunnen oogsten (zie punt 1) dan nog is dat onvoldoende om een gestroomlijnde auto op zonne-energie te laten rijden.
5. PV panelen leveren ook energie bij diffuus licht zoals bewolkt weer of luchtvervuiling. De instraling op een zonnige dag is 85% direct zonlicht en 15% diffuus. Bij luchtvervuiling maar ook aan het begin en eind van de dag is dit 60%-40%. Bij zwaar bewolkt weer praten we over 100% diffuus licht. De opbrengst van een zonnepaneel is dan nog ongeveer 15%. Dus het 330Wp paneel levert dan nog circa 50Wp.
6. Het aantal zonuren in Nederland verschilt. In Noord-Holland is dit circa 1650 uur per jaar, in het oosten van het land is dat 1400 uur per jaar. De mei maand biedt het hoogste aantal zonuren. De december maand het laagst aantal uren.

1. Een gemiddeld huidhouden verbruikt dus 3500kWh per jaar (exclusief verwarming als de woning all-electric wordt verwarmd). 12 zonnepanelen van elk 300Wp levert in 1 jaar 3500kWh elektriciteit. De woning is hiermee dus energie neutraal. 3500kWh verbruik is ongeveer 10kWh per dag. In de zomermaanden zal 13%*3500/30= 15kWh per dag worden geproduceerd. 5 kWh te veel dus, deze wordt gesaldeerd met het netwerk. In december is de productie 2%*3500/30= 2,3kWh per dag gemiddeld. Zowel in de zomer als in de winter is dit een maandgemiddelde, er zijn forse verschillen tussen zonnige dagen en bewolkte dagen. Er zijn mensen die denken dat energie opslag in batterijen kan gaan helpen om het overschot in de zomer te bewaren voor de winter. Huidige opslag systemen hebben een omvang van 10kWh (Tesla PowerWall). Met zo’n accusysteem kun je dus hooguit de energie voor 1 dag opslaan!!! En zelfs met een Tesla auto voor de deur heb je het over maximaal 8 dagen (85kWh accu). Accu’s bieden hier geen uitkomst. Nog los van de businesscase. Die is er niet.

Een wijs gezegde luidt; “alles is al uitgevonden. Het wordt hooguit kleiner, sneller en goedkoper”.

Maar natuurkundige wetten kunnen wij niet veranderen. Een auto heeft nou eenmaal een minimale rolweerstand en de instraling van de zon zal alleen veranderen als de aarde dichterbij de zon komt te staan. En dan vergaat de mensheid…….

Andere PV trends

Tot enkele jaren geleden werden PV panelen vooral zuid gericht, dit levert immers de hoogste opbrengst. Maar met de lage prijzen lopen veel configuraties nu tegen de limiet van de huisaansluiting aan. Bijvoorbeeld een 3x25A huisaansluiting kan maximaal 3x25x230=17,3kW piekvermogen verwerken (17.250 Wp). Dat zijn circa 60 panelen van 300Wp. Hieruit zie je een principe terug van de RES: grootschalige opwek >60 panelen telt mee voor de RES, minder panelen wordt gezien als de besparingsopgave.

Op een platdak is de ruimte vaak beperkt, hebben panelen een lager rendement doordat ze vlakker liggen, of moeten panelen met ballast verzwaard worden omdat anders de schans bij storm kan wegwaaien. Daarom wordt er steeds vaker gekozen voor een oost-west opstelling. De ruimte kan dan efficiënter benut worden, de panelen liggen vlakker en zijn daarmee minder goed zichtbaar vanaf de straat én vangen minder wind. De piekopbrengst ligt bij oost-west echter ook lager dan bij zuid. En dat kan een reden zijn om méér panelen te leggen, zelfs meer dan de aansluiting kan verwerken.

Figuur 4: traditionele zuid opstelling

Figuur 5: oost-west opstelling

Onderstaande grafiek toont het verschil in opbrengst van een zuid-opstelling en een oost-west opstelling aan.

Figuur 6: PV panelen opbrengst

De voordelen spreken voor zich: lagere pieken levert minder verwerkingsproblemen op voor het netwerk, minder congestie dus. En de oost-west opstelling levert een geleidelijkere opbrengst verdeeld over de dag.

Dit is niet alleen voorbehouden aan platte daken, ook bij schuine daken die oost-west georiënteerd zijn kan er prima een PV configuratie worden gemaakt door de panelen te verdelen over beide daken. En met de huidige lage prijzen zijn zelfs noord gerichte daken niet langer meer ondenkbaar. Bijvoorbeeld voor financieel afgeschreven zonnepanelen van 15 jaar oud. Die kun je prima een tweede leven gunnen op een noord-dak.

De laatste trend is die waarbij er meer zonnepanelen op het dak gelegd worden dan dat de aansluiting kan verwerken. De lage prijs van panelen ism met de kwaliteit van omvormers biedt deze mogelijkheid. Omvormers pieken de opbrengst dan af. In de ochtend en avonduren levert de installatie dan echter wel veel meer energie op, tot het piekniveau van de aansluiting. We noemen deze methode Peak Shaving.

Figuur 7: Peak Shaving

In de grafiek hierboven zie je wat peak shaving doet. Het gele deel gaat als energie verloren. Slimme omvormers kunnen de pieken overigens ook terugleiden naar verbruikers (de laadpaal, een warmtebuffer, een H2 Elektrolyser) of opslaan in een thuisaccu. De opgeslagen energie kan dan in de nacht worden gebruikt. Net als hierboven vermeld is er voor een thuisaccu overigens nog nauwelijks een businesscase.

Nawoord

Ik ben zelf sinds 2007 met dit onderwerp bezig, misschien heb je dit al uit mijn blogs kunnen opmerken. Ik heb veel gepionierd, fouten gemaakt, hersteld en dus best veel ervaring opgedaan. En ook meegekeken hoe anderen dit doen. Het is geen wetenschap maar zolang je vasthoudt aan wetmatigheden kun je empirische wel vaststellen wat werkt en wat niet werkt.

Alles wat ik hier heb beschreven is dus werkbaar en werkzaam. Geen mythes maar gewoon praktijk. Geen mooie verhalen maar realistisch. Geen toekomst maar nu.

De laatste stappen die ik dit voorjaar aan mijn eigen energietransitie aanbreng is peak-shaving. Ik vergroot de maximale elektriciteitsproductie tot 18kWp terwijl de aansluitwaarde van de woning 15kWp bedraagt. Een experiment met opslag heb ik al uitgevoerd, dit werkt als aandrijving voor mijn sleepboot. Misschien dat ik dat nog eens uitbreid naar de woning.

Mocht iemand belangstelling hebben om eens bij mij thuis te komen kijken, dan kunnen we dat natuurlijk best organiseren. Liefst een groepje, dan maken we er een college-tour van

Februari 2020,
Harold